NAS: альтернативная схема хранения данных

Лавинообразно растет количество данных, которые хранятся в локальной сети. Бурное развитие Internet еще сильнее подстегивает этот процесс. Рассылка администратором сети сообщений о необходимости удаления старых файлов проблемы не решает. Что в этом случае делать?

Существует несколько классических способов увеличения вместимости подсистемы хранения данных: установка дополнительных жестких дисков, покупка еще одного файлового сервера или использование ленточных и магнитооптических устройств для архивации информации. Но есть и иной, относительно новый подход к организации системы хранения данных в компании — установка NAS-сервера (Network-Attached Storage).

Традиционные способы

Дополнительные жесткие диски. Установка в файловый сервер новых накопителей кажется весьма экономичным способом, но на самом деле все не так просто. Во-первых, для этого придется выключить сервер, и пользователи не замедлят высказать свое недовольство администратору сети этим обстоятельством. Во-вторых, дополнительная настройка сервера и дисковой подсистемы может занять несколько часов, т. е. системному администратору придется трудиться вечером или в выходные. А как быть, если сеть должна работать круглосуточно и выделение свободных окон в графике само по себе является проблемой?

Дополнительный файловый сервер. С технологической точки зрения его установка обладает неоспоримыми преимуществами: сервер обеспечивает максимальное повышение скорости передачи данных и рост количества одновременно обрабатываемых запросов. Но за это приходится дорого платить — в прямом смысле этого слова, так что с финансовой точки зрения для небольшой организации или крупного отдела такой подход подчас экономически нецелесообразен. Особенно если не всегда нужны высокие скорости передачи данных. И еще: при резервном копировании (для восстановления функционирования сети в случае сбоя или ЧП) объемы сохраненных файлов будут постоянно расти, а хранить на дисках файлового сервера этот «мертвый груз», на наш взгляд, слишком дорого. Кроме того, настройка нового сервера дело непростое и может занять несколько дней.

Ленточные или магнитооптические (МО) накопители. Эти устройства применяют для удешевления системы хранения резервной или редко используемой информации. С ростом сети объем данных многократно увеличивается, а вместе с ним растет число картриджей, хранящих нужную информацию. Постоянная замена носителей может отнимать значительное время у системного администратора. Для подросшей сети указанные выше накопители целесообразно заменить автозагрузчиками, которые являются устройствами со сменными носителями информации, благодаря чему могут хранить достаточно большой (обычно несколько сотен гигабайт) объем данных. Автозагрузчик устроен довольно просто: он состоит из отсеков (до десяти), в которых хранятся картриджи, и роботизированного механизма смены картриджей в дисководах (их, как правило, не больше двух). Применение таких накопителей значительно уменьшает объем рутинной работы по замене носителей, например, 8-секционный автозагрузчик позволяет копировать резервные данные понедельника на первый картридж, вторника — на второй и т. д. При этом картриджи не нужно менять каждый день (максимум раз в неделю). Старшие «сестры» автозагрузчиков — роботизированные библиотеки отличаются числом гнезд под картриджи (несколько десятков) и, как следствие, бо,льшим объемом хранимой информации, а также возможностью одновременно обслуживать бо,льшее число запросов пользователя.

Описанные решения либо не обеспечивают нужной скорости передачи информации, либо требуют слишком много времени на реализацию. Значительно увеличить вместимость системы хранения данных, причем в течение весьма сжатого срока, например за 20 мин, может установка NAS-серверов — устройств, которые претендуют на пустующую «золотую середину» в современной «линейке» схем хранения данных.

Достоинства и недостатки NAS

NAS— сетевые устройства хранения данных, не зависящие от операционных систем. Эта архитектура позволяет напрямую подключать устройства хранения данных к сети (т. е. фактически к концентратору, без участия сервера или ПК), встраивать непосредственно в них поддержку сетевых протоколов (например, TCP/IP), а также использовать их в специальных приложениях (например, для хранения и передачи видеоизображения).

NAS-устройства не являются полноценными серверами, они выполняют одну специализированную задачу — диспетчеризацию файлов — и ни для каких других целей не применимы. В состав NAS-серверов входит только самое необходимое, что весьма положительно сказывается на их цене — им не нужны клавиатуры, мыши, мониторы, порты ввода-вывода. Несомненным плюсом NAS-устройств является то, что они обеспечивают доступ к файлам даже при отключенном основном сервере. К самому NAS-серверу можно подключить несколько дополнительных устройств хранения. Так что суммарный объем информации может составлять несколько сотен гигабайт, вплоть до терабайта. Каждый NAS-сервер соединяется с накопителями по схеме «точка—точка» и взаимодействует с локальной сетью посредством стандартных сетевых протоколов, полностью контролируя передачу данных между подключенными к нему устройствами хранения и другими узлами сети.

Применение NAS-серверов позволяет уменьшить загрузку основного сервера, сняв с него рутинную обязанность непосредственной работы с файлами.

Устройства NAS находятся под управлением мини-ОС (как правило, это модификации Linux или FreeBSD), которая предназначена для выполнения одной функции — диспетчеризации файлов. Однако новые версии операционных систем (например, Windows 2000) эта мини-ОС автоматически не поддерживает. Но, как правило, «заплатки» к ОС можно бесплатно переписать с Web-узла фирмы-производителя NAS-сервера.

Залог успеха — мультиплатформность

Cегодня гетерогенные сети, управляемые различными ОС, — очень частое явление, и перед системным администратором встает проблема обеспечения автоматического межплатформного доступа к данным. Его задача — обеспечивать возможность совместного использования файлов, хранимых на платформах UNIX, Windows NT, NetWare и др., а также повышать производительность сети. Традиционное решение этой задачи достаточно сложно и громоздко, тогда как применение NAS-устройств, чье функционирование не зависит напрямую от сервера сети и установленной на нем ОС, позволяет обойти многие технологические трудности. С любого узла обращение к ним не отличается от обращений к полнофункциональным «командирам сети».

Место NAS в сети

В локальной сети NAS-сервер можно применять как первичное или вторичное устройство хранения данных, а также как совместно используемое устройство для резервного копирования информации небольшого офиса. Некоторые рабочие группы могут задействовать NAS-серверы для хранения файлов большого объема. В этом случае их обычно располагают рядом с узлами, где происходит наибольшее количество обращений к «крупногабаритной» информации. Это позволяет уменьшить трафик в основной сети. Конструкторские бюро и фирмы по разработке дизайна используют NAS-устройства для хранения данных САПР и графических файлов. Этот сервер удобно использовать в качестве переносного устройства, на котором могут находиться объемные графические презентации. Его быстродействие ниже, чем у выделенных файловых серверов, но значительно выше, чем у ленточных или МО-накопителей. Если основной сервер проходит техническое обслуживание, то NAS-устройство может выступить в роли временной замены.

Как уже говорилось, после подключения NAS-устройства к концентратору и выделения ему IP-адреса NAS-сервер сразу же становится доступным для пользователей сети. Установить это устройство так же просто, как сетевой принтер: не нужно какое-либо дополнительное ПО, а настройка может быть произведена из окна обыкновенного Web-браузера с любого узла сети или из Internet.

В последнее время NAS-серверы значительно усовершенствованы, и если раньше это были небольшие коробочки с жесткими дисками, то теперь они стали более функциональными устройствами. Производители добавили в них поддержку служб протокола динамического конфигурирования узла (DHCP), системы безопасности, возможность организовывать RAID-массивы, Web-серверы и т. д., тем самым стирая границы между сетевыми устройствами памяти, традиционными серверами и серверными системами.

Перечислим основные преимущества использования NAS-устройств:

• простота инсталляции и обслуживания;
• относительно низкая цена и стоимость владения;
• возможность доступа к данным при отключенном основном сервере;
• обслуживание клиентов, работающих с различными ОС;
• бесплатное обновление ПО.

Основными потребителями NAS-устройств являются небольшие компании (малый бизнес), их привлекают невысокие цены и компактность этой техники. На сегодняшний день суммарный оборот рынка NAS-устройств составляет 1,7 млрд. долл., и, по прогнозам компании IDC, к 2003 г. объемы продаж в мире вырастут до 6,6 млрд. долл. В России рынок NAS-серверов пока очень мал и, по оценке компании Trans-Ameritech, вряд ли превышает несколько миллионов долларов, но в то же время заметен постоянно растущий интерес к подобным устройствам.

Пионерами на рынке NAS-устройств были компании Computer Network Technology, Data General и Network Appliance, сейчас к ним присоединились Matrox, Quantum, Micro Design и многие другие.

Основные характеристики NAS-устройств

Рассмотрим два конкретных примера NAS-устройств, доступных на российском рынке.

Классическим образцом NAS-сервера является Quantum Snap Server 2000. В его состав входят процессор Intel Pentium-133, ОЗУ объемом 64 Мбайт (с возможностью расширения стандартными модулями памяти типа SDRAM), а также два диска емкостью 30 Гбайт, причем их можно организовать в RAID-массив (с уровнем 0 или 1) или оставить двумя независимыми логическими дисками.

Snap Server 2000 обеспечивает автоматический доступ к клиентcким местам, работающим под управлением ОС Windows, NetWare, UNIX, Linux, и/или Mac OS. Snap Server автоматически подключается в сеть и не нуждается в дополнительном конфигурировании с основного сервера или любого клиентского места. Самонастраивающееся соединение с сетью 10/100 Ethernet автоматически определит пропускную способность канала. Данное устройство полностью оправдывает свое название (Snap в переводе означает мгновенный, моментальный), его инсталляция, как правило, занимает не более 10—15 мин, а то и меньше.

Несколько нетипичным примером NAS-сервера может служить Pioneer DRM-6NX. Прежде всего хочется отметить, что этому устройству даже посвящен отдельный сайт — www. orm-6nx.com, что довольно редко для ИТ-устройств (разве что playstation.com компании Sony и powermate.com фирмы NEC).

DRM-6NX сочетает в себе устройство для автоматической смены шести компакт-дисков (CD-changer DRM-6324X, скорость чтения — 24Х), жесткий диск (емкость 5,1 Гбайт) для кэширования данных, процессор, управляющий функционированием устройства, и сетевой интерфейс — и все это в одном небольшом корпусе. Устройство DRM-6NX является NAS-сервером для хранения данных на CD-ROM, предназначен для работы в сетях 10Base T и 100Base-TХ и обеспечивает большому числу пользователей локальной сети быстрый доступ к данным, хранящимся на оптических дисках. Суммарный объем файлов может равняться емкости 12 компакт-дисков. Специализированная ОС позволяет хранить на жестком диске этого устройства содержимое всего компакт-диска или только самые часто запрашиваемые данные для оптимизации скорости доступа к большому количеству CD.

Используя внешний порт SCSI, к DRM-6NX можно подсоединить до пяти различных устройств, включая CD-накопители, внешние дисководы DVD-ROM или жесткие SCSI-диски. Например, комбинация DRM-6NX и пяти дисководов DRM-6324X обеспечит доступ пользователей к 36 оптическим дискам или 23 Гбайт информации.

DRM-6NX совместим со всеми распространенными операционными системами (MS Windows, OS/2, Novell NetWare, UNIX) и может управляться через Internet из окна любого Web-браузера с любого узла сети. Программа администрирования имеет интуитивно понятный интерфейс и обеспечивает простоту сетевой настройки, разграничение прав доступа, установку параметров кэширования. Также возможна установка индивидуальных паролей для входа с любого клиентского места.

Это устройство хранения данных имеет небольшие размеры и удобно для работы прежде всего в маленьких серверных комнатах. В отличие от больших роботизированных библиотек на CD-ROM он очень просто подключается к сети, имеет хорошую масштабируемость (в частности, емкость жесткого диска может быть увеличена) и обеспечивает высокую производительность при умеренной цене.

ОБ АВТОРЕ

Всеволод Воеводин — эксперт по информационным технологиям компании Trans-Ameritech.